[实用新型]太阳能家庭能源监控系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及到太阳能应用技术、无线网络技术、测量技术、远程遥控技术、单片机技术和计算机软件技术，具体涉及一种太阳能家庭能源监控系统。 

背景技术：

目前，中国是仅次于美国的世界第二大能源消费国，日益增长的能源消耗，使得现有的发电能力不能满足国内消费需求。且面临石油涨价、煤炭枯竭，传统能源在一天天减少，日渐严峻的环境污染时刻威胁着我们。积极开发新能源，提高能源使用率，降低能源消耗成为世界共同探讨的课题。太阳能作为绿色的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐。因此，研究光伏系统在家庭能源管理中的应用有着极其重要的意义。限制光伏系统的主要因素有两点：(1)初期投资比较大；(2)太阳能光伏电池的转化效率低。目前通常使用的光伏电池效率在15％左右。因此提高光伏系统的能源利用率并进入统一能源管理系统，需要有相应的新产品问世。 

现有家庭能源管理(Home Energy Management，HEM)的基本原理是通过对家庭用电设备进行数据采集，分析汇总，实现能源的管理与监测。HEM依托智能监控平台，完成对智慧家电、智慧插座、智慧电表以及家中各项感测装置进行连接与监控动作，并对家电设备进行全设定、温控调节、电源开关等功能。HEM提供可交互界面，在屏幕上即时显示家中设备的运转、能源消耗等信息，使用者通过触控面板按键实现对连线的家电产品进行操控，决定是否关闭或调整特定家电来节省资源消耗。资源消耗的“可视化”会让用户注意到电力的浪费，从而受到抑制效果。日本节能中心曾发布过调查结果：以小时为单位使耗电量可视化，每年的耗电量可削减约一成。HEM通过将住宅内的家电能耗设备网络化，并通过对其的控制来削减能源消耗量。对于用户来说，可在无损生活舒适性的前提下减少资源消耗费用支出。但目前的HEM仅对用电资源进行管理，但家庭的其他能耗并未纳入，如燃气、水等。常用的太阳能热水器所产 生的热量也未考虑。综上所述，作为节能减排的重要措施，能源管理系统在家庭的应用，极有必要整合绿色能源(光伏、光热)和各种能耗(电、气、水)，进行统一监控分析管理。本实用新型——太阳能家庭能源监控系统(Solar HomeEnergy Monitoring System，SHEMS)就是为此而研制的。 

实用新型内容：

本实用新型对绿色能源(光伏、光热)和能耗设备(电、气、水)进行统一管理，建立一整套家庭能源监控系统。这涉及到：智能监控平台软件、主站通信器、智能配电盘、智能插座、气量监测器、水量监测器。通过智能监控平台进行各类信息的采集、处理、分析、显示和反馈控制，完成资源优化调配，提高绿能利用率和降低能耗，完成最优化的能源利用效率。 

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案： 

太阳能家庭能源监控系统，所述监控系统包括智能监控平台、主站、从站，所述智能监控平台包括采集系统、设备管理、能耗计量、数据管理、显示，所述主站包括数据存储器、无线收发模块、MCU、USB接口，所述从站包括智能配电盘、智能插座、气量监测器、水量监测器，所述智能监控平台和所述主站之间通过所述USB接口交换信息，所述主站和从站采用点对多点的无线通信方式联网，所述智能配电盘、智能插座、气量监测器、水量监测器分别采集相关数据发送至所述主站，该主站将接收到的相关数据发送到所述智能监控平台，该智能监控平台对收到的相关数据进行处理，并将控制命令发送至所述主站，该主站将接收到的控制命令发送到所述从站，该从站执行接收到的控制命令。 

系统架构： 

整个系统由自行研发的智能监控平台软件、主站通信器(M1)和从站组成。从站是指：智能配电盘(SM1)、智能插座(SB1)、气量监测器(SG1)和水量监测器(SW1，SW2)。 

各从站负责采集各相关数据发送至主站，并执行由主站发布的控制命令(或执行本站存储器内预置命令)。主站将采集到的数据交由智能监控平台软件处理。主站和从站采用点对多点无线(433MHz)通信方式联网，一个主站可控制 15个从站。参见图1，为本实用新型的系统架构图。 

智能监控平台软件： 

该软件功能划分为采集系统、设备管理、能耗计量、数据管理、显示五个部分。参见图2，为本实用新型的智能监控平台软件功能图。